引用 HXKRRRR:
如题。刚才将亚铬酸钠溶液(之前制备氢氧化铬的时候氢氧化钠过量得到的)中加入硫酸铜溶液,生成绿色胶状沉淀,过滤出来加热,得到绿色固体。滤液基本无色。初步确认沉淀中含有铜和铬,那么沉淀是亚铬酸铜吗?如果不……
沉淀反应,特别是有容易水解金属离子、两性金属离子、过渡金属离子等参与的沉淀反应,不能只单因素考虑问题,这样是不全面的。
首先:“亚铬酸钠”和中学化学中的“偏铝酸钠”一样,写成NaCrO
2仅仅是一种“示性式”,水溶液中并不存在CrO
2-或者AlO
2-离子,实际上存在的都是以氢氧根为配位体的络离子,即[Cr(OH)
4]
-或者[Al(OH)
4]
-离子。
也就是说,Al(OH)
3和硼酸(H
3BO
3)类似,在水溶液中“酸性”的本质都是能接受氢氧根离子OH
-的配位,它们都是路易斯(Lewis)酸,Cr(OH)
3也是类似的,在高浓度氢氧根离子,即强碱性水溶液中,实际上存在下列平衡:
Cr(OH)
3 + OH
- ⇌ [Cr(OH)
4]
-溶液中肯定是同时存在OH
-和[Cr(OH)
4]
-离子的,如果溶液碱性减弱,平衡会向左移动,Cr(OH)
3沉淀就会析出了,因此溶液肯定是强碱性的。
在这种溶液中加入含Cu
2+的溶液,具体析出什么沉淀就不是单一因素的作用了,可粗略分析一下:
1、假设Cu[Cr(OH)
4]2(即“亚铬酸铜”)溶解度最低(Ksp最小),少量含Cu
2+溶液加入,应该是Cu[Cr(OH)
4]2或者Cu(CrO
2)
2优先沉淀。
2、假设Cu[Cr(OH
4)]2和Cu(OH)
2溶解度差不多,少量含Cu
2+溶液加入,可能是Cu[Cr(OH)
4]2和Cu(OH)
2一起沉淀,或者可能形成碱式盐沉淀。
3、假设Cu(OH)
2溶解度最低,少量含Cu
2+溶液加入,可能沉淀物主要成分是Cu(OH)
2。
4、大量含Cu
2+溶液加入,则情况很复杂,Cu
2+水解生成H
+,以及Cu(OH)
2或者碱式盐的沉淀等因素,可能消耗OH
-,使得溶液碱性减弱,导致Cr(OH)
3析出,最后可能生成复杂成分的沉淀物,含有Cu[Cr(OH)
4]2、Cu(OH)
2、Cr(OH)
3、碱式盐等成分。
5、极少量含Cu
2+溶液加入,可能根本不会产生沉淀,Cu
2+在过量OH
-溶液中生成[Cu(OH)
4]
2-等络离子。
从最终得到的沉淀颜色看,上述情况2和4的可能性最大,沉淀可能是成分复杂的混合物。
如果沉淀是以碱式盐为主的,用加热的方法并不能鉴别,很多碱式盐有很高的热稳定性,水沸腾温度下也不分解。
例如,CuSO
4和Na
2CO
3在水溶液中通常情况下反应,沉淀主要成份是碱式碳酸铜,可写作Cu
2(OH)
2CO
3或者CuCO
3·Cu(OH)
2,虽然看起来好像含有Cu(OH)
2,但这种沉淀加热到沸水温度也不会分解成为黑色的CuO。
少量NaOH溶液或者氨水,与过量CuSO
4溶液反应,沉淀主要成份是碱式硫酸铜,可写作Cu
2(OH)
2SO
4或者CuSO
4·Cu(OH)
2,沸水温度下也不分解。波尔多液的主要有效成份就是碱式硫酸铜,因为原料之一的Ca(OH)
2溶解度较小。
如果还有络合、氧化—还原等问题,那情况就更复杂了。
在15ml—20ml的16%—17%浓Na
2CO
3溶液中,滴加1%—3%的CuSO
4溶液2—3滴,可见少量蓝绿色碱式碳酸铜沉淀析出,用力振荡后,沉淀会溶解,溶液变成亮蓝色,相关文献提到这是生成了[Cu(CO
3)
2]
2-络离子,这种溶液和新制的氢氧化铜一样,能被醛基还原成砖红色的Cu
2O。
FeCl
3和Na
2S水溶液中一般情况下不能生成Fe
2S
3沉淀,因为有较强氧化性的Fe
3+会直接与较强还原性的S
2-发生氧化—还原反应。Fe
3+在水溶液中无法直接与CN
-络合,原因也是类似的,制备赤血盐只能采取将黄血盐氧化的方法。
但将FeCl
3与NaOH先反应生成新制的Fe(OH)
3,然后与Na
2S甚至H
2S反应,能将Fe(OH)
3逐渐转化成为墨绿色的Fe
2S
3沉淀,因为Fe(OH)
3沉淀的氧化性大大减弱了,Fe
2S
3的Ksp又比Fe(OH)
3小得多。
因此,单一因素考虑很多化学反应都是不全面的。